液压可变配气系统凸轮优化设计

液压可变配气系统是一种新型可变气门技术及系统,调节后的气门升程曲线变化趋势与发动机不同转速时最优气门升程曲线变化趋势相同,对进一步提升发动机中低转速的有效转矩具有重要意义。针对系统的工作特点,提出了分段地针对性凸轮设计方法,使凸轮既能满足充气效率、接触应力、工作平稳等基本要求,又能满足气门调节匹配和油液压缩补偿的特殊设计要求。通过对配气凸轮进行优化,不同转速时的气门实际相位与最优相位接近,气门实际升程均大于最优升程,有利于提高换气效率,实验结果较好地满足了发动机最优配气参数要求。     

无凸轮式配气型线优化设计及发动机性能仿真研究

本文基于AVL-boost建立一维发动机仿真模型,对采用无凸轮式配气型线的发动机整机性能进行数值模拟。仿真结果表明:采用无凸轮式配气型线可以根据不同工况灵活调整气门升程及相位,能够有效降低发动机部分负荷工况下的换气损失,改善发动机的动力性及燃油经济性,为无凸轮式配气机构的控制应用提供了理论依据。     

车用汽油机停缸时循环功耗研究

发动机停缸时,不同的停缸方案以及采用不同的控制参数所对应的循环功耗和摩擦功耗有较大差别,影响停缸后发动机性能。基于电磁驱动配气机构全柔性化的特点,研究了滞留废气、滞留空气、排气门常开3种停缸状态下的功耗。仿真结果表明,减少停缸循环缸内气体量有利于降低功耗,排气门常开方案功耗随气门升程增加而降低。最后确定了以最小功耗提高经济性和最大功耗改善换挡品质的停缸方案。     

电磁驱动配气机构有限元强度分析

全球汽车保有量每年都在不断地增加,汽车工业的高速发展给全社会带来资源短缺和环境污染的问题。提高发动机燃烧效率是传统汽车节能减排的重要方面。本项目研究一种新型的电磁驱动配气机构用来取代原有的凸轮轴配气机构,以克服由于凸轮轮廓固定而导致的配气定时和升程无法调节的弊端。它能更灵活的的控制气门的升程,开闭定时从而可以提高燃烧的效率和燃油经济性,降低污染。本文先利用有限元Maxwell 2D模块计算气门所受的电磁力大小,再建立电磁驱动配气机构的有限元静力模型,利用Workbench计算机构的应变和应力值,检验其强度是否满足要求。     

基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配

本文首先分析可变气门升程发动机的原理及特点,其后根据我司某自然吸气发动机的试验数据建立GT-POWER仿真模型进行并进行校核,然后基于可变气门升程的原理对该发动机模型进行了修改,并计算了不同工况下的最佳升程及气门正时。最终结果表明,在达到动力性能目标的前提下,中低转速的燃油消耗率较原机得到了较好改善,初步达到了改进的预期效果。     

气门升程调节对发动机缸内流场的影响

发动机功率由进气量、气缸内的气流运动以及燃烧质量决定,可变升程也可以通过改善这几个方面来达到提高发动机性能的目的。所以主要研究了不同工况下的升程调节对发动机缸内流场的影响,通过采用Fluent建立进气道-气门-气缸三维瞬态CFD模型,对发动机转速为2 000 r/min时两种气门升程模式下的两种调节情况进行了速度场的模拟计算。最后对计算结果进行对比分析,得出了气门升程模式2优于气门升程模式1的结论。     

某发动机气门弹簧校核与分析

气门弹簧是发动机配气机构气门组的重要零件。对某发动机气门弹簧进行理论校核,应用Excite-Timing Drive软件对配气机构进行模拟分析。理论校核及模拟分析结果显示:由于气门升程较大,导致簧丝余隙较小,气门弹簧并圈现象较明显。通过优化气门弹簧设计参数,消除了弹簧并圈现象,配气机构采用新设计的弹簧后仍能稳定工作。     

发动机电磁驱动配气机构性能试验

为验证自行研制的动圈式电磁驱动配气机构（EMVT）柔性化控制气门运动的能力及其运行稳定性，搭建了以数字信号处理器（DSP）为核心控制器的试验平台并进行了相关性能试验。提出了EMVT实际应用于发动机进气系统的控制系统方案，搭建了基于dSPACE系统和CAN总线的半实物仿真试验平台。试验结果表明，该电磁驱动配气机构的气门开启和关闭的最小过渡时间为2.7ms，平均气门落座速度为0.028m/s  ，满足高速响应和缓落座的要求，且功耗较小；每个气门均可独立控制；可对配气定时、气门开启持续期、气门过渡时间、气门升程等参数实现柔性化调节；在低、中、高转速下都能长时间稳定运行。半实物仿真试验也验证了所提控制系统方案的可行性。     

双气门配气机构布置方法的应用与测试研究

基于配气机构的运动学原理,构建了一种双气门配气机构布置方法。以发动机动态气门升程为目标,对某柴油机的布置方案展开优化计算,得到最优的布置方式;并以此进行动力学测试。测试结果表明,优化后方案有效地提高了气门升程的一致性。     

发动机可变气门升程技术概述

可变气门升程技术能在发动机不同转速、不同负荷时匹配合适的气门升程,是解决发动机燃油经济性和排放性二者矛盾的核心技术之一。文章以有关汽车公司推出的典型产品为例,对当前具有代表性的发动机可变气门升程技术的结构、工作原理进行简介,并对它们的性能特点进行比较。     

基于神经网络和模糊控制的可变配气相位系统

提出了基于神经网络和模糊控制的汽车发动机可变配气相位控制方法。采用神经网络构成配气相位产生器，解决了发动机脉谱图的输入与输出非线性映射问题。采用模糊控制器构成可变配气相位控制系统，解决了在无被控对象数学模型情况下，可变配气相位难以有效控制问题。实验表明：基于神经网络的相位产生器，具有良好的非线性逼近能力和泛化能力。系统工作稳定，具有良好的动态性能和稳态性能，高速时汽车恒速燃油消耗降低。     

基于智能控制的汽车发动机可变配气相位系统

提出了基于智能控制的发动机可变配气相位控制方法。采用神经网络构成配气相位产生器,解决了发动机脉谱图的输入与输出非线性映射问题。采用模糊控制器构成可变配气相位控制系统,解决了在无被控对象数学模型的情况下,可变配气相位难以有效控制问题。汽车道路试验表明:整个系统工作稳定,具有良好的动态和稳态性能,高速时汽车等速燃油消耗平均下降了10％,直接挡加速时间下降了4.8％,最低稳定车速限值降低了8.3％。     

基于实验设计技术的增程式发动机性能提升研究

以某1.5 L增程式发动机为研究对象,建立并标定其CAE仿真模型,利用实验设计（DOE）技术对气门升程曲线、进气歧管及进气道结构进行优化研究;对改型后的增程式发动机进行了全面的台架试验标定。实验和分析结果表明：新的气门升程曲线提高了低速段扭矩,尤其是转速为1200r/min和2800r/min时,扭矩分别增大了10%和12%;优化了进气道结构,平均滚流比大幅提升至原来的1.5~2.2倍;优化后的增程式发动机高效率区的实验等油耗值为250g/（kW·h）,相对原机的实验等油耗值,增加了近3倍。     

增程式混合动力洗扫车能量管理策略研究

针对传统双发动机洗扫车排放差、噪声大、污染严重的问题,采用增程式混合动力洗扫车动力系统,提出了一种稳态分配+动态协调的能量管理策略。通过稳态能量管理对工作模式进行了划分,在此基础上设计了一种基于发动机转速模糊PID+电池下垂控制的动态协调控制方法,该方法以燃油消耗量最优为控制目标,通过控制发动机动力输出和抑制充放电功率波动,从而维持电池充放电平衡,最终实现洗扫车最佳燃油经济性。仿真分析结果表明：和传统双发动机洗扫车相比,采用所设计的控制策略,发动机转速控制平稳,转场模式节油率达到17.7%,洗扫模式节油率达到37.1%,验证了控制策略的合理性。     

DYNAMIC MODEL AND SIMULATION OF A NOVEL ELECTRO-HYDRAULIC FULLY VARIABLE VALVE SYSTEM FOR FOUR-STROKE AUTOMOTIVE ENGINES

In modern four-stroke engine technology, variable valve timing and lift control offers potential benefits for making a high-performance engine. A novel electro-hydraulic fully variable valve train for four-stroke automotive engines is introduced. The construction of the nonlinear mathematic model of the valve train system and its dynamic analysis are also presented. Experimental and simulation results show that the novel electro-hydraulic valve train can achieve fully variable valve timing and lift control. Consequently the engine performance on different loads and speeds will be significantly increased. The technology also permits the elimination of the traditional throttle valve in the gasoline engines and increases engine design flexibility.     

The effect of exhaust gas recirculation (EGR) on combustion stability, engine performance and exhaust emissions in a gasoline engine

The EGR system has been widely used to reduce nitrogen oxides (NOx) emission, to improve fuel economy and suppress knock by using the characteristics of charge dilution. However, as the EGR rate at a given engine operating condition increases, the combustion instability increases. The combustion instability increases cyclic variations resulting in the deterioration of engine performance and emissions. Therefore, the optimum EGR rate should be carefully determined in order to obtain the better engine performance and emissions. An experimental study has been performed to investigate the effects of EGR on combustion stability, engine performance, NOx and the other exhaust emissions from 1. 5 liter gasoline engine. Operating conditions are selected from the test result of the high speed and high acceleration region of SFTP mode which generates more NOx and needs higher engine speed compared to FTP-75 (Federal Test Procedure) mode. Engine power, fuel consumption and exhaust emissions are measured with various EGR rate. Combustion stability is analyzed by examining the variation of indicated mean effective pressure (COV_imep) and the timings of maximum pressure (P_max) location using pressure sensor. Engine performance is analyzed by investigating engine power and maximum cylinder pressure and brake specific fuel consumption (BSFC).     

A new electromagnetic engine valve actuator with less energy consumption for variable valve timing

A variable valve timing (VVT) can improve fuel efficiency, reduce CO2 emissions and increase torque output enabling optimization of these outputs at different engine conditions. To achieve VVT in internal combustion engine, new devices such as mechanical, hydraulic, motor-driven and electromagnetic actuators have been developed in past years to replace the conventional camshaft valve train system used currently. Among these, the electromagnetic actuator using solenoids is the most advanced system to provide the most flexibility to valve timing, but it has critical drawback of high power consumption. In this paper, a new electromagnetic engine valve actuator that uses permanent magnets to latch the valve is introduced.